蘇燕 何粵紅 李超
阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一種多因素引起的原發(fā)性退行性腦變性疾病,病因未明。該疾病可導(dǎo)致記憶、認(rèn)知損害及非認(rèn)知的行為癥狀,是最常見的一種老年性癡呆癥。近年來,研究發(fā)現(xiàn)AD患者大腦中老年斑(senile plaque,SP)的主要成分淀粉樣β肽(amyloid β peptide,Aβ),可能是該病發(fā)病機(jī)制中的起始因素和關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。Aβ在大腦中的過量生成和聚集、沉積可引起神經(jīng)元鈣穩(wěn)態(tài)失衡,自由基大量產(chǎn)生,激活炎性因子,引起腦組織局部炎癥等一系列反應(yīng),導(dǎo)致突觸減少,神經(jīng)元缺損,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)破壞,繼而出現(xiàn)中樞整合功能異常。在AD患者腦內(nèi),包括膽堿能系統(tǒng)在內(nèi)的多種神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)發(fā)生改變。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),膽堿能系統(tǒng)的紊亂源于Aβ的過度生成和聚集[2]。近年來,AD的研究者也開始在尋找以Aβ為靶點(diǎn)的AD治療藥物。本文就AD研究領(lǐng)域中最熱門的內(nèi)容Aβ做一綜述。
Aβ來源于一個(gè)大的前體蛋白質(zhì),即淀粉樣蛋白前體(amyloid precursor protein,APP),為跨膜糖蛋白。AD患者老年斑的核心成分Aβ是APP的一個(gè)肽段,由APP水解產(chǎn)生的,Aβ在正常情況下產(chǎn)生和降解保持平衡。腦內(nèi)APP有兩條代謝途徑,一條是非Aβ生成途徑,這是一條正常的代謝途徑,APP主要由α分泌酶水解,生成αAPPs和C83,后者在γ分泌酶作用下,進(jìn)一步降解為P342或P340,該途徑是APP代謝的主要途徑;另一條是Aβ生成途徑,APP首先經(jīng)β分泌酶水解生成βAPPs和C99,后者再在γ分泌酶作用下,產(chǎn)生Aβ42或Aβ40。Aβ從可溶狀態(tài)到不溶狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是AD發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這一過程涉及許多因素,主要與分子的疏水性、電荷數(shù)等特點(diǎn)有關(guān),也受pH值、溫度、金屬離子等因素影響。Aβ的分子構(gòu)型、狀態(tài)與Aβ神經(jīng)毒性關(guān)系密切,β片層結(jié)構(gòu)可促進(jìn)Aβ聚集成不溶性纖維,形成極難溶的沉淀,并由此生成老年斑,導(dǎo)致AD發(fā)生。
目前國際研究熱點(diǎn)集中在減少致病物質(zhì)Aβ,通過抑制Aβ產(chǎn)生、聚集,甚至制造針對(duì)Aβ的抗體等手段來對(duì)抗其對(duì)大腦的損傷,這些藥物也已成為國際上研究AD治療的最熱門、發(fā)展最快的一類藥物,按作用機(jī)制主要分為以下幾類。
2.1 影響淀粉樣β肽分解酶活性的藥物 α-分泌酶激活劑:目前對(duì)α-分泌酶的研究報(bào)道較少。在細(xì)胞和動(dòng)物模型上證實(shí)具有增強(qiáng)α2分泌酶活性的物質(zhì)有佛波酯、毒蕈堿激動(dòng)劑、5-羥色胺、谷氨酸、雌激素、睪丸素、降膽固醇藥和特異性PKC激活劑。刺激毒蕈堿、代謝型谷氨酸和5-羥色胺受體后細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的二?;视涂纱龠M(jìn)APP分泌性水解。銀杏葉提取物(EGb761)能夠通過激動(dòng)α2分泌酶引起APP的代謝從而引起α2分泌酶釋放,起到細(xì)胞保護(hù)作用[3]。
β-分泌酶抑制劑:β-分泌酶抑制劑分為肽類抑制劑和非類肽類抑制劑兩大類。肽類抑制劑:已有研究發(fā)現(xiàn),以statine為基礎(chǔ)的四肽抑制劑和以羥乙胺二肽電子等排體為基礎(chǔ)的抑制劑對(duì)BACE有較強(qiáng)的抑制作用,另外的一些研究發(fā)現(xiàn)KMI2008、KMI2358、KMI2370、KMI2420、KMI2429、KMI2570和KMI2684等一系列八肽抑制劑(peptidic inhibitors)具有更強(qiáng)的抑制作用。非肽類抑制劑:目前發(fā)現(xiàn)的非肽類抑制劑的活性都不夠理想,但是預(yù)計(jì)其可以克服肽類抑制劑遇到的一些問題,如利用度低、在體內(nèi)易被水解、分子質(zhì)量較大而不易通過血腦屏障等缺點(diǎn)。哌啶類衍生物是一類經(jīng)典的非肽類天冬氨酸蛋白酶抑制劑[3]。
γ-分泌酶抑制劑:Tarenflurbil是非甾體抗炎藥氟比洛芬的同分異構(gòu)體,可調(diào)制活動(dòng)γ-分泌,從而減少Aβ[4]。在治療輕中度AD二期試驗(yàn)中,tarenflurbil是安全的,耐受性良好,但對(duì)認(rèn)知功能沒有有效的改善。析因分析tarenflurbil的治療效果可能與藥物劑量有正相關(guān)[5]。但是隨后一項(xiàng)18個(gè)月的三期臨床試驗(yàn)表明tarenflurbil用于治療AD是無效的,其研發(fā)計(jì)劃已經(jīng)停止。對(duì)tarenflurbil治療AD無效的一個(gè)合理的解釋是口服tarenflurbil,腦藥物的濃度不足,所以不能減少Aβ產(chǎn)生。另一項(xiàng)大型γ-分泌酶抑制劑—semagacestat(LY450139)[6]的三期臨床試驗(yàn)研究目前正在進(jìn)行。對(duì)這種藥物的早期研究顯示了在可耐受的治療劑量下,AD患者血液和腦脊液Aβ的明顯的減少。但值得注意的問題是,γ-分泌酶抑制劑可能造成的Notch蛋白受體的水解,導(dǎo)致細(xì)胞嚴(yán)重的毒性反應(yīng)[7]。
2.2 免疫療法 應(yīng)用免疫療法減少Aβ的形成也是治療AD的方法之一。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中Aβ抗體、肝素、凝膠溶素,以及其他分子可以與血液中的Aβ結(jié)合,使Aβ不能通過血腦屏障,減少腦中Aβ的沉積[8]。另外,如果這些復(fù)合物進(jìn)入腦內(nèi),可以被小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬,促進(jìn)清除Aβ。在一些試驗(yàn)中,AD患者使用由惠氏公司開發(fā)AN-1792抗原的12個(gè)月內(nèi)產(chǎn)生了抗體,這對(duì)于AD的治療是有積極的意義的,但是由于有6%的AD患者出現(xiàn)了無菌性腦膜腦炎,這項(xiàng)研究被終止。隨后惠氏公司開發(fā)了第二代疫苗ACC-001,這種疫苗以一小段Aβ作為免疫原,可以防止有毒的細(xì)胞免疫反應(yīng),是目前在第二階段臨床試驗(yàn)。諾華公司和默克公司類似的研究也在臨床試驗(yàn)中。相對(duì)于主動(dòng)免疫,經(jīng)常性靜脈注射抗Aβ抗體被動(dòng)免疫,雖然麻煩,但可以更安全、更有效。許多治療AD的單克隆抗體的研發(fā)便是基于這種理念?;菔瞎镜腷apineuzumab現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了三期臨床實(shí)驗(yàn),這種抗體在二期臨床實(shí)驗(yàn)研究中取得了一些令人鼓舞的成果,尤其是在沒有攜帶載脂蛋白ε4等位基因患者。另外,對(duì)含有天然淀粉樣蛋白抗體的免疫球蛋白(IgIV)的小規(guī)模二期臨床實(shí)驗(yàn)表明可以改善AD患者的認(rèn)知功能和癥狀,三期的臨床實(shí)驗(yàn)正準(zhǔn)備啟動(dòng)[9]。
2.3 其他干擾淀粉樣β肽形成的藥物 Aβ分子并不能獨(dú)立通過血、腦脊液屏障,要借助一種無毒的、被稱為糖基化終末產(chǎn)物受體(glycated endproducts,RAGE)穿過血、腦脊液屏障,當(dāng)RAGE分子失去功能時(shí),Aβ穿過血、腦脊液屏障的轉(zhuǎn)運(yùn)就停止了[10]。在實(shí)驗(yàn)研究中,阻斷Aβ與RAGE的結(jié)合,可以減少淀粉樣蛋白積累和毒性。PF-04494700是一種口服生物小分子RAGE拮抗劑,目前正在進(jìn)行二期臨床研究,以確定其在治療AD的療效。
Tramiprosate是第一個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的抗淀粉樣蛋白藥Tramiprosate是由人工修改?;撬岱肿咏Y(jié)構(gòu)而成,它與可溶性的Aβ結(jié)合,從而抑制Aβ的形成和沉積[11]。二期臨床試驗(yàn)證明該藥物減少了AD患者的腦脊液Aβ42的形成[12]。但是在北美的一項(xiàng)包括1052例輕至中度AD三期臨床隨機(jī)對(duì)照研究中,tramiprosate雖然耐受性良好,但是對(duì)認(rèn)知功能改善和阻止疾病的進(jìn)展且是無效的。目前有關(guān)Tramiprosate藥物的進(jìn)一步臨床研究已經(jīng)停止。此外一些抗淀粉樣蛋白劑,如scyllo肌醇[13]和干擾淀粉樣蛋白與金屬相互作用的化合物也正在研究中[14]。
目前,通過清除Aβ途徑來預(yù)防和治療AD的候選藥物有許多,臨床實(shí)驗(yàn)已取得一定的進(jìn)展,但是沒那種藥物可能對(duì)治療AD有明確的療效,不同機(jī)制的藥物聯(lián)用可能對(duì)治療AD更有效。相信隨著對(duì)AD發(fā)病機(jī)制的深入了解和藥物有效靶點(diǎn)的尋找,將會(huì)發(fā)現(xiàn)更多療效可靠、安全的AD治療新藥。
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